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数控机床电主轴激光淬火技术应用

(1)主轴及随机附带4个试样，试样直径80mm，壁厚20mm，两端磨平。在采用CO2激光器进行激光硬化前，分别在主轴和试样表面上涂覆一层特别涂料，以增加对激光的吸收。

(2)用5kW的CO2横流式激光器对主轴及试样进行激光淬火，激光设备改造升级哪里有，其输出功率P=1800~2000W，扫描速度v=5mm/s，机床转速n=30r/min，扫描宽度2~3.5mm。并采用微机控制淬火机床(工作台)，激光设备改造升级价格，配备灵活通用的工装夹具，固定淬火工件作平行移动、转动或合成运动。

(3)激光淬火化后的主轴及试样检验 淬硬层深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;***为外层极细马氏体 少量残留奥氏体，过渡层马氏体 铁素体 渗碳体，内层为原始***，即回火索氏体。

激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，激光设备改造升级，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，激光设备升级改造，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。

激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术 是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上，由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火***非常致密，沿深度方向的***依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的***，一般需要后续机械加工才能***。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。





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